El ritmo diario de la actividad genética varía entre tipos de células individuales de manera que dependen de sus estados de salud, según ha descubierto un estudio reciente que revela detalles sobre la relación entre la enfermedad de Alzheimer y la rutina operativa de nuestro cerebro.
Este ciclo, conocido como ritmo circadiano, nos dice cuándo levantarnos de la cama y cuándo ir a dormir, además de mantener una serie de procesos biológicos internos funcionando de manera confiable a tiempo durante cada ciclo de 24 horas.
Los patrones de sueño alterados se han relacionado con el Alzheimer antes, por lo que los investigadores dirigidos por un equipo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington (WashU Medicine) examinaron más de cerca los ritmos circadianos de los genes asociados con los factores de riesgo de la enfermedad.
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Al comparar los cerebros de ratones con una afección similar al Alzheimer con los de ratones sanos de distintas edades, los investigadores midieron la expresión de genes clave dentro de dos células específicas: los astrocitos, que ayudan a las neuronas, y las células inmunes llamadas microglia. Luego, los resultados se confirmaron en tejido humano.
“Hay 82 genes que se han asociado con el riesgo de enfermedad de Alzheimer, y descubrimos que el ritmo circadiano controla la actividad de aproximadamente la mitad de ellos”, dice el neurólogo Erik Musiek, de WashU Medicine.
“Saber que muchos de estos genes del Alzheimer están regulados por el ritmo circadiano nos da la oportunidad de encontrar formas de identificar tratamientos terapéuticos para manipularlos y prevenir la progresión de la enfermedad”.
En otras palabras, el tictac del reloj que gobierna el comportamiento de nuestras células tiene una fuerte influencia sobre una serie de genes relacionados con la patología del Alzheimer de maneras que potencialmente podrían interferir con la función normal del cerebro y, en particular, con su capacidad para eliminar desechos tóxicos.
Los ratones con Alzheimer fueron modificados genéticamente para desarrollar placas de proteína beta amiloide en el cerebro, que se desarrollan junto con la enfermedad. Aún no está claro si los cúmulos interrumpen el ritmo o si un ciclo interrumpido desencadena la formación de placa, aunque los investigadores sospechan que los relojes circadianos alterados podrían ser motivo de preocupación.
Esto tiene sentido en el contexto de lo que ya se sabe sobre el Alzheimer, que altera los horarios diarios de nuestro cuerpo. Incluso existe un término para referirse al aumento de la confusión que se produce al final de la tarde o al comienzo de la noche: se conoce como puesta del sol.
“Los ritmos circadianos en la expresión genética dependen de las células y del contexto, y proporcionan información importante sobre la función glial en la salud, la enfermedad de Alzheimer y el envejecimiento”, escriben los investigadores en su artículo publicado.
Se cree que alrededor de una quinta parte de los genes del genoma humano cambian su expresión en respuesta a los relojes del cuerpo, influyendo en procesos como la digestión, el sueño y la reparación del cuerpo.
Con evidencia de oscilaciones diarias en las células cerebrales afectadas por la neurodegeneración, los investigadores pueden investigar formas de contrarrestar los efectos de la patología. Algún tipo de “reinicio del reloj” de genes cruciales para la función cerebral podría ser una forma de protegerse contra el Alzheimer.
“Todavía tenemos muchas cosas que entender, pero lo difícil es intentar manipular el reloj de alguna manera, hacerlo más fuerte, más débil o apagarlo en ciertos tipos de células”, dice Musiek.
“En última instancia, esperamos aprender cómo optimizar el sistema circadiano para prevenir la acumulación de amiloide y otros aspectos de la enfermedad de Alzheimer”.
La investigación ha sido publicada en Nature Neuroscience.